2024年3月12日发(作者:师玉龙)
龙源期刊网
贵州省普安县磨田煤矿煤质特征及评价
作者:刘锐 徐石辉 钟祖峰
来源:《西部资源》2018年第05期
摘要:概括了普安县磨田煤矿晚二叠世主要可采煤层的煤质特征,研究结果表明磨田煤矿
主要可采煤层属于低灰、高硫、低磷、高热值(少量特高热值)烟煤及无烟煤,具有适合于发
电、民用、工业用煤,动力用煤的煤岩煤质特征。
关键词:煤质特征;煤质评价;普安磨田;贵州
磨田煤矿位于贵州省普安县地瓜镇,辖属地瓜镇鲁沟村,西起龙井头,东至半坡,北起核
桃寨,南至歹苏。二叠系上统龙潭组(P
3
l)是区内唯一的含煤地层,属陆棚潮坪沉积环境为
主的碎屑岩含煤组合。根据磨田煤矿勘探地质成果资料,对矿区主要煤层的煤质特征综合分析
评价。
1.矿区地质概况
1.1地层及构造
磨田煤矿及周边区域出露地层为石炭系、二叠系、三叠系分布最广,其余均零星分布。地
面出露岩石以碳酸盐岩为主,晚二叠世早期发育有厚数百米的火山岩系。
矿区大地位置处于上扬子陆块鄂湘渝黔前陆褶断冲断带(Ⅲ
3
),区内主要的褶皱运动发
生于燕山期,主要构造线方向为北东向。该区域总体上受南北方向的挤压力,产生共轭剪切,
形成北东向褶皱和断裂。矿区位于青山向斜与莲花山背斜之间,磨田煤矿处于莲花山背斜南东
翼东部,总体断裂构造不发育(图1)。莲花山背斜轴向北东向,延伸约45km,南北宽约
10km,核部出露最老地层为中二叠统茅口组,两翼由二叠系、三叠系地层组成,近轴部发育
一系列的高角度正断层和逆断层,破坏了背斜的构造形态。
1.2含煤地层
磨田煤矿含煤层位为上二叠统龙潭组(P
3
l),厚294.05m~366.09m,含煤层16层煤层对
比性较好,根据岩性及其组合、沉积特征及含煤性,以煤层C17
上
顶界和C29底界划分为三
段:(1)龙潭组一段(P
3
l
1
):厚度变化较大,一般厚9.32m~44.92m,平均厚30.64m。以
C29底界至底部浅灰色含黏土质沙岩或铝土质黏土岩底界(B5标志层)。为灰、黄灰色中厚
层状粉沙至细沙岩、泥质粉沙岩、粉沙质泥岩、泥岩、炭质泥岩及煤层:夹1层~4层煤线,
不含可采煤层。(2)龙潭组二段(P
3
l
2
):一般厚132.66m~206.02m,平均厚176.23m。以煤
层C17上顶界至C29底界。为灰、浅灰及灰黄色沙岩、粉沙岩、粉沙质泥岩、泥质粉沙岩、
泥岩及黑色煤层所组成的若干沉积旋回,其中大多数岩层稳定,煤层层数因煤层稳定性而异,
该段在局部地方夹有钙质岩层或泥灰岩透镜体。含煤层16层,含可采煤层8层。(3)龙潭组
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三段(P
3
l
3
):一般厚120.19m~158.16m,平均厚133.88m,厚度变化不大。以煤层C17上顶
界至顶部厚约1.00m~2.50m细晶灰岩(对应其他地区的长兴组灰岩)顶界(B1标志层)。上
部为灰绿、灰色薄-中厚层沙岩及钙质沙岩,顶部为厚约1.00m~2.50m浅灰色中厚层状细晶灰
岩;中部为深灰色中厚层钙质砂岩夹砂质泥岩;下部为黄色薄-中厚层状砂岩夹少量含炭质黏
土岩。该段上部及下部在部分地段夹2层~3层煤线,不含可采煤层。
2.煤层、煤质
2.1煤层分布
龙潭组含煤有16层,含煤层总厚7.98m~21.57m,平均总厚15.55m;含煤系数4.29%。
其中C17上、C17、C19、C20、C26、C27、C28、C29八层为可采煤层,其中:全区可采煤层
5层(C17上、C17、C19、C28、C29),分布于龙潭组中上部及下部;大部可采煤层2层
(C20、C27),局部可采煤层1层(C26),分布于龙潭组中上部及中下部;可采煤层总厚度
6.58m~15.87m,平均总厚11.61m,可采煤层含煤系数2.10%~4.88%,平均3.13%;具零星可
采点的不可采煤层5层(c3、C12、C25、C29上、C30);其余煤层均未达到可采厚度。主要
可采煤层区内较连续稳定,厚度具有一定变化,结构较简单,煤层为较稳定类型。
2.2煤质特征
(1)宏观煤岩类型。矿区内各煤层以亮煤、少量暗煤夹少量镜煤和丝炭透镜体,煤岩类
型主要为半亮型、半暗型,半暗一半亮型次之,少量暗淡型。各煤层煤岩成分及类型详见表
1。
(2)微观煤岩特征。根据煤岩鉴定资料,煤的显微组分含有机组分和无机组分,有机组
分包括镜质组和惰质组两大类,见表2。
(3)煤的变质阶段。矿区内各主要煤层镜煤最大反射率(R°max%)最小为0.83%,最大
为1.80%;主要煤层浮煤挥发分(V,daf)最小为9.35%,最大为12.01%,平均10.58%,表
明矿区可采煤层的变质程度较高,变质阶段为Ⅱ,为贫煤(PM)及无烟煤(WY3)(表
3)。
(4)煤的工业分析。矿区8层煤的物理性质大致相同,宏观煤岩特征为黑色块煤,半暗
至半亮型、半亮型,内生裂隙较发育,条带状结构,层状至似层状构造,各可采煤层煤质工业
分析见表4。
综上可知,C17上煤为中灰、低挥发分、中高硫分、中高发热量贫煤;C17为中灰、低挥
发分、中高硫分、中高发热量贫煤;C19为中灰、低挥发分、高硫分、中高发热量、贫煤;
C20为中灰、低挥发分、高硫分、中高发热量、贫煤;C26为中灰、低挥发分、高硫分、中发
热量贫煤;C27为中灰、特低挥发分、高硫分、中高发热量无烟煤;C28为中灰、低挥发分、
高硫分、中高发热量贫煤;C29为中灰、低挥发分、高硫分、中高发热量贫煤。
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(5)稀散、放射性元素分析。原煤锗(Ge):区内含量为0~20×10
-6
,平均含量为
3.17×10
-6
,根据《煤中锗含量分级》(MT/T967-2005)标准,属低锗煤(LGe)。原煤镓
(Ga):区内含量为0~25×10
-6
,平均含量为10.63×10
-6
。原煤铀(U):区内含量为0~
3×10
-6
,平均含量为1.37×10
-6
。原煤五氧化二钒(V205):区内含量为10×10
-6
~259×10
-6
,平
均为114.08×10
-6
。
以上与煤共伴生的稀散、放射性元素均达不到工业品位的要求,无开采利用价值。
(6)有害元素。煤中有害元素主要为硫、磷、砷、氟、氯等元素,区内可采煤层原煤有
害元素含量如下:①原煤磷(P):全区磷含量在0.00%~0.09%之间,平均含量为0.016%,
根据《煤中磷分分级》(GB/T20475.1-2006)标准,属低磷煤(P一2)。②原煤砷(As):
全区砷含量为0.0~114×10
-6
,平均含量为26.71×10
-6
,依据《煤中砷含量分级》(MT/T803-
1999),本区煤层属四级含砷煤(ⅣAs)。③原煤氟(F):全区氟含量为88×10
-6
~312×10
-
6
,平均含量为190.98×10
-6
,依据《煤中氟含量分级》(MT/T966-2005)标准,本区煤层属中
氟煤(MF)。④原煤氯(C1):全区氯含量为0.00%-0.04%,平均含量为0.02%,根据《煤
中氯含量分级》(GB/T20475.2-2006)标准,属特低氯煤(CL-1)。
(7)热稳定性。矿区内C17
上
、C17、C19、C20、C28、C29作原煤热稳定性试验样共12
件。
实验数据表明TS
+
的值为69.24%~87.18%,平均76.06%;TS
3-6
为10.18%~20.46%,平
均17.17%;TS
-3
为2.55%~12.02%,平均6.78%。根据《煤的热稳定性分级》(MT/T560-
2008)分级,区内C17上、C17、C19、C20、C29属于中高热稳定性煤(MHTS),C28属于
高热稳定性煤(HTS)。
(8)可磨性(HGL)。对矿区C17上、C17、C19、C20、C27、C28、C29煤层取原煤可
磨性试验样12件,C17上煤层可磨性指数(HGI)平均值为97.5;C17煤层可磨性指数
(HGI)平均值为116;c19煤层可磨性指数平均值为101;C20煤层可磨性指数平均值为
117;C28煤层可磨性指数平均值为103.5;C29煤层可磨性指数平均值为95.67。按《煤的哈
氏可磨性指数性分级》(MT/T852-2000)分级,C17、C19、C20、C27、C28煤层属于极易磨
煤(UEG),C17
上
、C29煤层属于易磨煤(EG)。
3.煤的用途评价
矿区煤炭主要属低灰、高硫、低磷、高热值(少量特高热值)烟煤及无烟煤,可用于发
电、民用、工业用煤,动力用煤等。因各煤层含硫和含砷高,建议开采中,注意采取脱硫脱砷
措施,防止对环境污染和地砷病的发生。建议经过洗选来降低煤中的硫含量,必要时可经过洗
选脱硫或动力配煤,以降低煤中的硫含量,减少煤燃烧后产生的二氧化硫对大气的污染和氧化
后形成硫酸对锅炉、管道的腐蚀。
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2024年3月12日发(作者:师玉龙)
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贵州省普安县磨田煤矿煤质特征及评价
作者:刘锐 徐石辉 钟祖峰
来源:《西部资源》2018年第05期
摘要:概括了普安县磨田煤矿晚二叠世主要可采煤层的煤质特征,研究结果表明磨田煤矿
主要可采煤层属于低灰、高硫、低磷、高热值(少量特高热值)烟煤及无烟煤,具有适合于发
电、民用、工业用煤,动力用煤的煤岩煤质特征。
关键词:煤质特征;煤质评价;普安磨田;贵州
磨田煤矿位于贵州省普安县地瓜镇,辖属地瓜镇鲁沟村,西起龙井头,东至半坡,北起核
桃寨,南至歹苏。二叠系上统龙潭组(P
3
l)是区内唯一的含煤地层,属陆棚潮坪沉积环境为
主的碎屑岩含煤组合。根据磨田煤矿勘探地质成果资料,对矿区主要煤层的煤质特征综合分析
评价。
1.矿区地质概况
1.1地层及构造
磨田煤矿及周边区域出露地层为石炭系、二叠系、三叠系分布最广,其余均零星分布。地
面出露岩石以碳酸盐岩为主,晚二叠世早期发育有厚数百米的火山岩系。
矿区大地位置处于上扬子陆块鄂湘渝黔前陆褶断冲断带(Ⅲ
3
),区内主要的褶皱运动发
生于燕山期,主要构造线方向为北东向。该区域总体上受南北方向的挤压力,产生共轭剪切,
形成北东向褶皱和断裂。矿区位于青山向斜与莲花山背斜之间,磨田煤矿处于莲花山背斜南东
翼东部,总体断裂构造不发育(图1)。莲花山背斜轴向北东向,延伸约45km,南北宽约
10km,核部出露最老地层为中二叠统茅口组,两翼由二叠系、三叠系地层组成,近轴部发育
一系列的高角度正断层和逆断层,破坏了背斜的构造形态。
1.2含煤地层
磨田煤矿含煤层位为上二叠统龙潭组(P
3
l),厚294.05m~366.09m,含煤层16层煤层对
比性较好,根据岩性及其组合、沉积特征及含煤性,以煤层C17
上
顶界和C29底界划分为三
段:(1)龙潭组一段(P
3
l
1
):厚度变化较大,一般厚9.32m~44.92m,平均厚30.64m。以
C29底界至底部浅灰色含黏土质沙岩或铝土质黏土岩底界(B5标志层)。为灰、黄灰色中厚
层状粉沙至细沙岩、泥质粉沙岩、粉沙质泥岩、泥岩、炭质泥岩及煤层:夹1层~4层煤线,
不含可采煤层。(2)龙潭组二段(P
3
l
2
):一般厚132.66m~206.02m,平均厚176.23m。以煤
层C17上顶界至C29底界。为灰、浅灰及灰黄色沙岩、粉沙岩、粉沙质泥岩、泥质粉沙岩、
泥岩及黑色煤层所组成的若干沉积旋回,其中大多数岩层稳定,煤层层数因煤层稳定性而异,
该段在局部地方夹有钙质岩层或泥灰岩透镜体。含煤层16层,含可采煤层8层。(3)龙潭组
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三段(P
3
l
3
):一般厚120.19m~158.16m,平均厚133.88m,厚度变化不大。以煤层C17上顶
界至顶部厚约1.00m~2.50m细晶灰岩(对应其他地区的长兴组灰岩)顶界(B1标志层)。上
部为灰绿、灰色薄-中厚层沙岩及钙质沙岩,顶部为厚约1.00m~2.50m浅灰色中厚层状细晶灰
岩;中部为深灰色中厚层钙质砂岩夹砂质泥岩;下部为黄色薄-中厚层状砂岩夹少量含炭质黏
土岩。该段上部及下部在部分地段夹2层~3层煤线,不含可采煤层。
2.煤层、煤质
2.1煤层分布
龙潭组含煤有16层,含煤层总厚7.98m~21.57m,平均总厚15.55m;含煤系数4.29%。
其中C17上、C17、C19、C20、C26、C27、C28、C29八层为可采煤层,其中:全区可采煤层
5层(C17上、C17、C19、C28、C29),分布于龙潭组中上部及下部;大部可采煤层2层
(C20、C27),局部可采煤层1层(C26),分布于龙潭组中上部及中下部;可采煤层总厚度
6.58m~15.87m,平均总厚11.61m,可采煤层含煤系数2.10%~4.88%,平均3.13%;具零星可
采点的不可采煤层5层(c3、C12、C25、C29上、C30);其余煤层均未达到可采厚度。主要
可采煤层区内较连续稳定,厚度具有一定变化,结构较简单,煤层为较稳定类型。
2.2煤质特征
(1)宏观煤岩类型。矿区内各煤层以亮煤、少量暗煤夹少量镜煤和丝炭透镜体,煤岩类
型主要为半亮型、半暗型,半暗一半亮型次之,少量暗淡型。各煤层煤岩成分及类型详见表
1。
(2)微观煤岩特征。根据煤岩鉴定资料,煤的显微组分含有机组分和无机组分,有机组
分包括镜质组和惰质组两大类,见表2。
(3)煤的变质阶段。矿区内各主要煤层镜煤最大反射率(R°max%)最小为0.83%,最大
为1.80%;主要煤层浮煤挥发分(V,daf)最小为9.35%,最大为12.01%,平均10.58%,表
明矿区可采煤层的变质程度较高,变质阶段为Ⅱ,为贫煤(PM)及无烟煤(WY3)(表
3)。
(4)煤的工业分析。矿区8层煤的物理性质大致相同,宏观煤岩特征为黑色块煤,半暗
至半亮型、半亮型,内生裂隙较发育,条带状结构,层状至似层状构造,各可采煤层煤质工业
分析见表4。
综上可知,C17上煤为中灰、低挥发分、中高硫分、中高发热量贫煤;C17为中灰、低挥
发分、中高硫分、中高发热量贫煤;C19为中灰、低挥发分、高硫分、中高发热量、贫煤;
C20为中灰、低挥发分、高硫分、中高发热量、贫煤;C26为中灰、低挥发分、高硫分、中发
热量贫煤;C27为中灰、特低挥发分、高硫分、中高发热量无烟煤;C28为中灰、低挥发分、
高硫分、中高发热量贫煤;C29为中灰、低挥发分、高硫分、中高发热量贫煤。
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(5)稀散、放射性元素分析。原煤锗(Ge):区内含量为0~20×10
-6
,平均含量为
3.17×10
-6
,根据《煤中锗含量分级》(MT/T967-2005)标准,属低锗煤(LGe)。原煤镓
(Ga):区内含量为0~25×10
-6
,平均含量为10.63×10
-6
。原煤铀(U):区内含量为0~
3×10
-6
,平均含量为1.37×10
-6
。原煤五氧化二钒(V205):区内含量为10×10
-6
~259×10
-6
,平
均为114.08×10
-6
。
以上与煤共伴生的稀散、放射性元素均达不到工业品位的要求,无开采利用价值。
(6)有害元素。煤中有害元素主要为硫、磷、砷、氟、氯等元素,区内可采煤层原煤有
害元素含量如下:①原煤磷(P):全区磷含量在0.00%~0.09%之间,平均含量为0.016%,
根据《煤中磷分分级》(GB/T20475.1-2006)标准,属低磷煤(P一2)。②原煤砷(As):
全区砷含量为0.0~114×10
-6
,平均含量为26.71×10
-6
,依据《煤中砷含量分级》(MT/T803-
1999),本区煤层属四级含砷煤(ⅣAs)。③原煤氟(F):全区氟含量为88×10
-6
~312×10
-
6
,平均含量为190.98×10
-6
,依据《煤中氟含量分级》(MT/T966-2005)标准,本区煤层属中
氟煤(MF)。④原煤氯(C1):全区氯含量为0.00%-0.04%,平均含量为0.02%,根据《煤
中氯含量分级》(GB/T20475.2-2006)标准,属特低氯煤(CL-1)。
(7)热稳定性。矿区内C17
上
、C17、C19、C20、C28、C29作原煤热稳定性试验样共12
件。
实验数据表明TS
+
的值为69.24%~87.18%,平均76.06%;TS
3-6
为10.18%~20.46%,平
均17.17%;TS
-3
为2.55%~12.02%,平均6.78%。根据《煤的热稳定性分级》(MT/T560-
2008)分级,区内C17上、C17、C19、C20、C29属于中高热稳定性煤(MHTS),C28属于
高热稳定性煤(HTS)。
(8)可磨性(HGL)。对矿区C17上、C17、C19、C20、C27、C28、C29煤层取原煤可
磨性试验样12件,C17上煤层可磨性指数(HGI)平均值为97.5;C17煤层可磨性指数
(HGI)平均值为116;c19煤层可磨性指数平均值为101;C20煤层可磨性指数平均值为
117;C28煤层可磨性指数平均值为103.5;C29煤层可磨性指数平均值为95.67。按《煤的哈
氏可磨性指数性分级》(MT/T852-2000)分级,C17、C19、C20、C27、C28煤层属于极易磨
煤(UEG),C17
上
、C29煤层属于易磨煤(EG)。
3.煤的用途评价
矿区煤炭主要属低灰、高硫、低磷、高热值(少量特高热值)烟煤及无烟煤,可用于发
电、民用、工业用煤,动力用煤等。因各煤层含硫和含砷高,建议开采中,注意采取脱硫脱砷
措施,防止对环境污染和地砷病的发生。建议经过洗选来降低煤中的硫含量,必要时可经过洗
选脱硫或动力配煤,以降低煤中的硫含量,减少煤燃烧后产生的二氧化硫对大气的污染和氧化
后形成硫酸对锅炉、管道的腐蚀。
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